电网的电流保护讲义

（2）起动时：当输入继电器的电流大于继电 器的动作电流时，UR3增大，a点电位降低，致使 VD5导通，VT1截止，其集电极电位升高，使晶体 管VT2导通，继电器处于动作状态。
当继电器的输入电流减小至返回电流时，UR3 减小，a点电位增高使VD5截止，VT1重新导通， 触发器翻转，继电器返回，继电器的返回电流
在实际应用中，要求有较高的返回系数，如 0.85~0.9。返回系数越大则保护装置的灵敏度越高， 但过大的返回系数会使继电器触点闭合不够可靠。
5.继电器动作电流的调整方法
1).改变线圈匝数即改变K3 2).通过改变把手改变弹簧的反作用力矩 3).改变舌片初始位置即改变空气隙的长度
吸引衔铁式结构的继电器一般被用作中间继 电器，如DZ-10系列。螺管线圈式结构继电器多被 用作时间继电器，如DS-100系列。
小于继电器的动作电流，其返回系数小于1。
2、晶体管型时间继电器
在正常情况下，VT3饱和导通，电容器C被短 接，电容器C上的电压为VT3集电极与发射极之间
的饱和压降Uces1和二级管D8的正向压降UD之和： UCD=UD+Uces1≈0.6+0.2=0.8V
其值小于稳压管D9的方向击穿电压，VT4截止，
继电器的分类
继电器是一种能自动断续的控制器件，当其输入量 达到一定值时，能使输出回路的被控电量发生预 计的变化，是具有对被控电路实现“通”、“断” 控制的执行机构。
➢ 按动作原理：电磁型、感应型、整流型、晶体管 型、集成电路型、微机型等继电器。
➢ 按反应的物理量：电流继电器、电压继电器、功 率方向继电器、阻抗继电器和频率继电器等。
2.继电器的返回条件
• 为使继电器返回，弹簧作用力矩Mth必须大 于电磁力矩M及摩擦力矩Mf之和，即 Mth》M+Mf
3.继电器的特性
继 电 器 状 态
I re
I act
Ik
过电流继电器的继电特性
4.继电器的返回系数
• 保护继电器的返回电流与动作电流的比值成
为返回系数，记为Kre
K re
I re I act
➢ 按作用：起动继电器、时间继电器、中间继电器、 信号继电器和出口继电器等。
对继电器的要求
➢工作可靠。 ➢动作值误差小。 ➢接点可靠。 ➢消耗的功率要小。 ➢动作迅速。 ➢热稳定、动稳定要好。 ➢安装调试容易、运行维护方便、价格便宜。
第一节 继电保护用继电器和电力互感器
• 继电器是组成继电保护装置的基本元件。
二、晶体管型继电器
晶体管型继电器的功能是由晶体管开关电路完成的。 1、晶体管型电流继电器
• 晶体管型电流继电器有电压形成回路、整 流比较回路及执行回路（单稳态触发电路） 构成。
• 1).正常工作时
• 2).起动时
（1）正常工作时：电流变换器的输入电流小于继电
器的动作电流，UR3≈0，晶体管VT1因正向偏置而导通， VT2完全截止。输出电压Usc接近于+E1，对应于继电器 不动作状态。
空气隙长度δ1产生一初始力矩Mth1。由于弹
簧的张力与伸长量成正比，因此，弹簧产生 的反抗力矩为
Mth=Mth1+K3（δ1 –δ2）
另外，在可动舌片转动的过程中，还必须 克服摩擦力矩Mf 。
因此，阻碍继电器动作的全部机械反抗力矩 为：
Mth+Mf
1.继电器的动作条件
• 为使继电器动作，必须增大电流IK,以增大电 磁转矩M，使其满足关系式 M》Mth+Mf
电流继电器在电流保护中用作测量和起动元件， 它是反应电流超过某一整定值而动作的继电器。电 磁型继电器是利用电磁原理工作的，现以吸引衔铁
式继电器为例进行分析，如下图所示。
5
M
6
2 Φ Ik
1
1
3
2
8 8
M
Mr
M f
M th
2M f
9
(a)
7 4
10
M f
M re
11
M th
12
1
2
(b)
电磁型电流继电器的原理结构和转矩曲线
电流继电器是实现电流保护的基本元件，
在电流保护中用作测量和起动元件，它是 反应电流超过某一整定值而动作的继电器。
一、电磁型电流继电器
电磁型继电器基本结构型式有螺管线圈式， 吸引衔铁式和转动舌片式三种，如下图所示。
• 能使继电器动作（动合触电闭合）的最小 电流称为继电器的动作电流；能使继电器 返回（动合触电打开）的最大电流称为继 电器的返回电流。由于摩擦力矩的存在， 使得返回电流与动作电流不等。
相同的形式。由于电流互感器在二次绕组
短路的情况下工作，二次绕组电压之后几
伏，铁心中的磁感应强度很小。一般都在
0.1T左右。由于工作在磁化曲线较低的部
分，因此励磁阻抗
，其等值电路
如下图所示。图中一XF/次 侧ZL 的参数都已折算
到二次绕组。
X
' 1
U
' F
X2
I1'
I
' F
I2
U1'
U
' F
X
' F
首先分析使继电器触点接通的力矩（即动作力
矩）。在线圈1中通以电流IKIK，则产生与其成 正比的磁通φ，即φ∝ ，通过由铁心，空
气隙和可动舌片而成的磁路，使舌片磁化与
铁心的磁极产生电磁吸力，其大小与φ2成正
比，这样由电磁吸引力作用到舌片上的电磁
转矩M可表示为:
M=K1Φ2=K2·
I2 K
2
其次分析使继电器触点闭合的阻力矩。 正常情况下，继电器不工作，弹簧对应于
ZL
U2
U1'
U
' F
jX1' I1'
jX 2 I 2
wenku.baidu.comU2
I
' F
I2
I
' F
I1'
电流互感器的等值回路及相量图
.
电流互感器的相量图以二次电流 I2 为基准，可求得
.
.
.
1.电流互感器的极性
• 在一、二次绕组中感应电动势同时为高电 位，称为同极性或对应端。一般用L1、K1 表示或以“﹡* ”标注。当一次绕组中的电 流由L1或“﹡* ”流入时，二次绕组中的 电流由K1或“﹡* ”流出，这种标注方式 称为减极性标注。
2.电流互感器的等值电路及向量图
• 电流互感器与普通变压器的等值电路有着
输出电压USC近于0V，表示继电器延时输出.
三、电流互感器： • 将一次系统的大电流准确地变换为适合二
次系统使用的小电流（额定值为1A或5A）， 以便继电保护装置或仪表用于测量电流。
并将一次、二次设备安全隔离，使高、低 压回路不存在电的联系。电流互感器在电 路图中的文字符号为TA。电流互感器由铁 芯及绕组组成，原方绕组和副方绕组通过 一个共同的铁芯进行互感耦合。